迎接农业生态环境新挑战 续写创新跨越发展新篇章——贺中国科学院亚热带农业生态研究所成立40周年

谭支良，王克林，陈洪松

1978年召开的全国科学技术发展规划会议，将建立农业现代化综合科学实验基地列为国家的重点项目之一。这一年，经党中央批准，中国科学院与湖南、河北、黑龙江三省合作，分别在湖南桃源、河北栾城和黑龙江海伦3个县建立了3个不同区域类型的农业现代化综合科学实验基地，并同时组建了3个农业现代化研究所，以探索适合中国国情的农业现代化道路，阐释有关的重大理论、科学技术、生态和经济问题，摸索不同类型区域的农业发展模式。

1978年6月组建的中国科学院桃源农业现代化研究所，1979年6月经中国科学院同意迁至长沙并更名为中国科学院长沙农业现代化研究所，2003年10月更名为中国科学院亚热带农业生态研究所。建所40年来，历经艰苦创建（1978—1980）、快速发展（1981—1990）、稳步成长（1991—2001）和创新跨越（2002—现在）等不同阶段，特别是2002年进入知识创新工程序列和新时期贯彻中国科学院“三个面向、四个率先”办院方针以来，在“练内功卧薪尝胆，图创新众志成城”的研究所创新文化的引领下，围绕亚热带区域农业与生态环境协调发展的国家需求，积极凝练学科方向和科学目标，强化农业生态研究平台建设，研究所快速发展成为特色鲜明的有较大国内外影响的农业生态领域研究机构，为亚热带农业可持续发展与生态环境建设做出了卓越的贡献。

1 从区域农业现代化道路探索向亚热带农业生态建设研究转变

建所初期，研究所主要任务是探索基地县实现农业现代化过程中的科学技术研究、中间试验、新技术应用和农业经济问题；帮助基地县培训从事现代农业科技和管理的人才。同时，负责引进、推广国内外有关先进技术，总结交流基地县建设经验。从1978年7月下旬开始，在中国科学院和湖南省革委会的领导下，研究所组织了综考队，开展了以桃源基地县为对象的县域农业自然资源综合考察与农业区划工作，全面系统地查清了县域自然资源数量与质量，分析了影响农业发展的自然条件与社会经济因素，提出了区域农业发展方向、途径与措施。这是20世纪70年代后期我国南方地区乃至全国范围内，以实现农业现代化为目的率先完成的系统性县级自然资源综合考察与农业区划，大大推动了20世纪80年代全国范围的大规模县级农业区划工作的开展。

20世纪80年代初期，本着目标明确、重点突出的原则，根据学科发展动态和国家需求，研究所提出以农业生态学作为学科重点方向，近期以生态农业建设作为主要任务。研究地域从基地县范围转向南方红壤丘陵区及长江中游平原湖区，明确重点研究内容为作物生态、土壤生态、林果生态、动物生态、自然资源利用和农业经济等6个方面。通过综合研究与专题研究相结合，“软”科学研究与“硬”技术研究相结合，在区域农业开发宏观研究与农业生态工程技术两个层面及其有机结合上取得新的进展。其中，采用系统工程方法在全国率先制定的桃源县域1980—2000年综合发展规划，推动了湖南省及全国范围的农业系统工程方法的推广应用，湖南省所有地、市、县均采用系统工程方法编制了科技、经济、社会发展规划，全国1 500个县市也利用系统工程方法编制了区域发展规划。1988年12月2日，中国科学院周光召院长来研究所视察，挥笔题写“为农业现代化而献身”，以勉励全所职工。

进入20世纪90年代，由于现代农业发展具有很强的综合性和地域性，区域综合治理研究越来越受到重视。研究所学科门类较为齐全，具有区域开发战略研究、单项资源高效利用技术与综合开发试验示范有机结合的优势，有利于集中不同学科力量进行区域综合开发治理和生态农业建设研究与试验示范。这一时期农业生态学科特色与南方红壤丘陵区、长江中游平原湖区地域特色更加鲜明，区域农业发展格局与规划、农业生态观测试验、不良环境治理技术革新与资源高效利用技术、试验示范区基地建设四个层面及其有机结合的格局基本形成，在不同类型区域农业发展战略及中长期规划、水土资源协调机理、生态农业关键技术、持续高效农业发展模式试验示范等方面取得了显著成绩。同时，针对区域农业可持续发展的自然障碍因素与环境问题，围绕不良农业环境改良与适应技术、资源高效利用技术等专题开展的研究也更加深入，高水平研究成果逐步涌现。

2 知识创新工程和率先行动计划驱动的快速发展阶段

中国科学院启动知识创新工程以来，研究所迎来了新的发展机遇。而“率先行动”计划的实施，为研究所发展指引了目标方向和提出了更高的定位要求。

2.1 学科体系日臻合理，学科之间加速融合

建所初期，研究所学科方向分散，基本涵盖农、林、牧、渔等领域的所有学科，包括区域农业发展与规划、作物栽培与育种、土壤肥料、林果栽培、畜牧水产养殖和鼠害治理等。20世纪80年代中期开始，逐步确立以亚热带区域农业生态研究作为发展方向，组建了作物生态、土壤生态、林果生态、动物生态、资源生态等研究组，在区域农业结构与发展战略、农业要素变化与生态过程、生态系统功能调控与环境修复技术、动物健康养殖与营养调控等方面取得了一批重要成果。这一阶段研究所发展方向从任务建所开始向区域需求驱动的农业生态学科转变，在学科发展上呈现出从边界较宽的农业综合性应用研究向有特色的亚热带区域农业生态研究的转型。历经不同发展阶段的调整与凝练，根据国家与区域农业生态环境领域的需求和“小所大平台”的建所思路，2002年进入中国科学院知识创新工程序列后，基本确立了发展生态、土壤、作物、畜牧等多学科交叉的农业生态系统生态学，并确立区域农业格局与系统过程、农区畜牧健康养殖机理与调控技术、作物耐逆境分子生态学机理及品种选育3个研究方向。

2010年研究所为进一步适应国家及区域重大科技需求，制订了“十二五”期间的研究所“一二三”发展规划，确定以探索土壤—微生物—作物—家畜完整生态链的区域复合农业生态系统过程调控机理与资源高效利用技术为核心，重点开展“亚热带稻田土壤关键生物地球化学过程与增碳减排机制”、“畜禽关键营养素生理代谢途径与养殖环境控制”2个重大突破，以及“西南喀斯特生态系统格局与过程的耦合机理及适应性调控”、“作物耐逆境分子生态机理及品种选育”、“亚热带农区环境富营养化防控”3个重点培育方向的研究工作。围绕“一二三”任务组建创新团队，加强学科交叉融合。在中国科学院规划实施评估中，“畜禽关键营养素生理代谢途径与养殖环境控制”和“亚热带农区环境富营养化防控”获得优秀。

“十三五”期间，根据中国科学院“三个面向、四个率先”的要求，聚焦亚热带区域喀斯特生态系统恢复、家畜健康养殖和农业污染治理、稻作系统高效优质等领域的重大科学问题，加强学科交叉融合，重大突破调整为“亚热带稻作系统提质增效机理与机制”、“家畜关键营养素代谢调控与高效利用”，重点培育方向调整为“西南喀斯特生态系统演变与服务功能提升”、“亚热带农区流域污染防控”和“长江中游流域生态系统演变与适应性调控”。3年来，规划实施进展顺利，原有成果技术不断丰富完善，特别是逐步向工程化应用迈进，技术标准、规程涌现，应用范围不断拓展。新成果如“巨型稻新种质”、“功能性氨基酸及微量元素螯合物”等不断出现，取得了良好的社会经济和生态效益。研究所主要研究方向取得国内领跑地位，初步确立了在亚热带区域农业生态环境领域的核心竞争力。

2.2 队伍建设不断加强，科技成果日益攀升

40年来，研究所由建所之初的37人，历经20世纪80年代的快速增长，1990年达180人；后因90年代学科方向调整与分流，2002年进入中国科学院知识创新工程序列时减至98人；通过加强人才队伍建设，现有职工达220人。近10年来，区域农业生态、畜禽健康养殖、作物耐逆境分子生态3个科研创新群体建设进一步巩固，新建了流域环境面源污染科研团队，初步建立了一支开展亚热带农业生态系统氮磷调控研究的创新国际团队。同时，新组建科技部重点领域创新团队1个、中国科学院创新交叉团队1个、研究所青年创新团队6个。重要人才培养与引进有新突破，新增中国工程院院士1人，并从美国、加拿大引进杰出人才5人。近10年来，研究所进一步瞄准国家及区域需求，凝练重大科学问题，加强重大项目的组织，科技竞争力显著提升。2008—2012年首次主持国家科技支撑计划重点项目“城郊区环保型特色农业支撑技术研究与示范”；2013—2017年牵头组织2项国家科技支撑计划项目（城郊环保型高效农业关键技术研究与示范、重金属超标农田安全利用技术研究与示范）、3项国家重点研发计划项目（畜禽营养代谢与中毒性疾病防控技术研究、喀斯特峰丛洼地石漠化综合治理与生态服务功能提升技术研究示范、农田氮磷径流流失污染与防控机制）。10年间，在国家自然科学基金方面，争取项目数量与质量呈高速增长态势，经费上升到年均1 000万元以上。此外，我所在中国科学院获得了先导专项、STS项目、前沿科学重点项目、重点部署项目、西部之光项目，在地方上争取了湖南省、广西壮族自治区、广东省、河南省重大专项和重点研发计划等项目大力支持，尤其是近年来与企业开展密切合作，横向经费明显上升。2008—2017年年均科研项目到账经费由2 500万元左右快速上升到了年均超过1亿元，科研经费来源中院外经费比例由33%上升到75%，充分体现了研究所科研竞争能力的快速提升。

研究所经过40年的建设，共获得了120余项重要科技成果，共发表论文3 468篇（其中SCI收录851篇），出版专著59本，授权发明专利165项、新品种5个。近10年来，SCI论文发表数量与质量不断攀升：与2008—2012年相比，2013—2017年SCI论文发表量与Top期刊占比分别增长43.4%和72.2%；重大科技成果不断涌现，共获得省部以上科技成果奖20余项。其中，“猪日粮功能性氨基酸代谢与生理功能调控机制研究”获国家自然科学奖二等奖，“畜禽氮磷代谢调控及其安全性饲料配制关键技术研究与应用”和“仔猪肠道健康调控关键技术及其在饲料产业化中的应用”获国家科技进步奖二等奖，“亚热带稻田土壤碳氮循环关键过程的微生物作用机理研究”和“猪氨基酸营养功能的基础研究”获湖南省自然科学奖一等奖，“仔猪肠道健康及功能性饲料研究与应用”、“反刍动物营养调控与饲料高效利用技术研究与应用”和“洞庭湖流域生态功能优化与水土资源利用关键技术研究及应用”获湖南省科技进步奖一等奖，“功能性氨基酸及微量元素螯合物技术创新及产业化应用”和“镉铅超标农田原位钝化修复与安全生产技术体系创建及应用”获湖南省技术发明奖一等奖，“桂西北喀斯特生态系统退化机制与适应性修复实验示范研究”获中国科学院科技促进发展奖一等奖。另外，印遇龙院士荣获2017年度湖南省科学技术杰出贡献奖，夏新界研究员团队培育的超高产优质“巨型稻新种质”荣膺2017年度中国十大科技进展之一。

2.3 支撑能力不断增强，科研环境渐趋优化

研究所始终围绕“小所大平台”思路，致力于为重大成果产出与示范推广提供有力平台支撑。1978年建所之初，就建立了桃源农业生态试验站。该站1988年成为中国生态系统研究网络（CERN）台站，2001成为国家生态系统观测研究网络（CNERN）台站试点站，2006年正式加入CNERN。2000年为强化西南喀斯特地区生态恢复与重建过程关键科学问题研究，研究所开始筹建环江喀斯特生态系统观测研究站，2005年成为CNERN台站，2008年进入CERN。近10年来，随着研究所研究领域的变化，洞庭湖湿地生态系统观测研究站历经5年建设于2012年进入CERN网络；长沙农业生态环境观测研究站2012开始建设，目前已基本建成并取得突出成果，分别为平原湖区、城郊农业生态环境治理研究提供了良好的研究基地，研究所“一所四站”格局基本形成。农业生态过程重点实验室于2004年通过湖南省重点实验室验收，且于2008年进入中国科学院重点实验室行列。2016年畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室得到国家发展和改革委员会批复，成为研究所支撑平台建设的新突破。同年，“农业生态过程与恢复过程平台”项目分别得到国家发展和改革委员会、中国科学院、湖南省农业委员会和湖南省财政厅批复，正式开始建设。

湖南省畜禽健康养殖工程技术研究中心和广西石漠化治理工程技术研究中心分别于2012年和2015年通过验收。此外，此期间还建成了“中南动物营养试验站”、“耕地重金属污染长期定位观测研究中心站”、“畜禽健康养殖与环境控制实验基地”等研发平台。10年来，研究所还通过自筹经费和财政部修缮项目经费支持，共投入约2 000万元对研究所园区、台站基础设施进行了修缮提升，投入约6 000万元购置仪器设备。至此，涵盖亚热带平原、丘陵和低山3大类型区的农业生态系统长期观测、研究、技术集成与示范网络平台基本形成，为研究所重大成果产出持续提供强有力的平台支撑。

2.4 院地合作不断加强，国际合作纵深推进

研究所院地合作工作不断加强，与各省市地方政府及国内众多高校、科研院所和企业开展了大量的产学研协同创新工作，形成了“研究所+野外台站+技术成果推广应用示范县+企业”的协同创新网络。近10年来，与湖南、湖北、广西、四川、贵州、浙江、西藏等全国多个省市地方政府签署了全面科技合作协议，牵头成立了国家生猪产业技术创新战略联盟，与中国科学院生态环境研究中心、华中农业大学、广西师范大学、湖南农业大学等签署了联合开展科技合作研究、科技示范推广服务和共建教育教学实习基地协议等。与全国各地企业开展合作研发项目80余项，合同经费突破3 500万元。与我所合作的湖南湘丰茶业有限公司由小作坊跻身全国20强，我所以专利技术入股共建的大长江环境工程有限公司和湖南隆平高科耕地修复技术有限公司成为了推广应用生态治污技术和土壤重金属修复技术的重要平台。

研究所为提升国际影响力，不断推进国际化战略。先后与第三世界科学院、国际水稻研究所（IRRI）、世界自然基金会（WWF）、日本国立环境研究所、英国洛桑试验站、加拿大农业部食品营养研究中心、加拿大圭尔夫大学、澳大利亚西澳大学、法国国家农业科学研究院、新西兰土地保护研究所、英国班戈大学、德国哥廷根大学、德国莱布尼茨大学、日本千叶大学、荷兰伊拉斯姆斯大学等20多个国家科教机构建立了合作关系；成立联合研究单元2个（WWF-中国科学院洞庭湖湿地国际研究中心（第三期）、与西澳大学联合成立了中澳土壤生物系统联合实验室）；争取国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目7项。

近10年，先后引进国家高端外国专家6人次、发展中国家杰出青年科学家2人、中国科学院国际人才交流计划访问学者24人、博士后8人、发展中国家访问学者1人、湖南省级海外人才与智力1人。1位外国专家获得“潇湘友谊奖”。接收外籍留学生6人（其中5人获CAS-TWAS院长奖学金计划资助），来自美国、英国、德国、法国、澳大利亚、日本等21个国家或地区的专家、学者300多人次到所交流访问与合作研究。研究所先后主办国际学术会议13次、派出100多人次出国参加学术活动、合作或访问研究等。

3 认知农业生态科学规律，为亚热带农业可持续发展作出更大贡献

雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。亚热带区域是我国大宗农产品生产基地，农林牧高度复合，农业发展与生态环境保护间的矛盾尤为突出。四十不惑的亚热带农业生态研究所，面向新时代农业农村协同发展的重大需求，将以“创新区域农业可持续发展理论、关键技术和转型发展模式”为主要目标，在稻作系统与畜禽养殖提质增效、农业面源污染治理与生态高值农业、区域生态系统服务提升等方面取得重大突破，提出区域农业转型发展的系统解决方案；构建亚热带平原湖区、红壤丘陵区和喀斯特山区的农业生态科技集成示范网络平台，成为中国科学院支撑亚热带区域农业科技服务网络的核心力量；发展特色鲜明、人才集聚、国内领先的农业生态系统生态学，为区域农业与生态环境协调发展提供重大科技支撑。未来5～10年，将踏上开拓创新性基础研究与加速成果转移转化新征程，努力将研究所建设成为农业生态环境领域国内不可替代的特色研究所，建成国际一流的亚热带区域农业生态研究机构，为解决我国新时代“三农”问题和推动全球亚热带农业可持续发展作出更大贡献。